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现浇钢筋混凝土与装配式钢结构建筑主体结构造价对比分析

李知
  
富网媒体号
2025年38期
江苏仁合中惠工程咨询有限公司 江苏苏州 215000

摘要:近年来,在国家大力推动建筑工业化的政策背景下,装配式建筑得到了快速发展和广泛应用。装配式建筑通过工厂预制构件、现场组装施工的方式,在施工效率、工程质量、环境保护等方面展现出显著优势。然而,相较于传统现浇建筑,较高的建造成本仍然是制约装配式建筑规模化发展的重要因素。本文以具体项目实践为例,通过实地调研、数据采集和对比分析,对两种建造方式的主体结构造价进行系统研究,通过具体工程案例的造价对比分析,为行业主管部门制定相关政策、企业优化造价控制提供了参考依据。

关键词:装配式建筑;现浇钢筋混凝土;造价对比;原因

与传统的现浇钢筋混凝土建筑主体结构相比,装配式建筑在施工方法、成本构成以及环境影响等方面存在显著差异。深入探讨这两种建筑形式在造价构成上的不同,可以更清晰地了解各自的优势和不足,在实际项目规划中,应根据项目的具体需求、地理位置、预算限制等因素综合考虑,选择最适合的建筑方式。

1装配式建筑与传统现浇建筑的概念

1.1装配式建筑

装配式建筑是一种现代化的建筑方式,通过工厂化生产,可以实现大规模、高效率的构件制造,确保每个构件的质量符合严格标准。施工现场的湿作业减少,降低了噪音、粉尘和废弃物的产生,符合现代绿色建筑的要求。传统建筑方式中,混凝土浇筑等湿作业会产生大量废水和废料,而装配式建筑则通过预制构件减少了这些污染源。此外,工厂化的生产过程还可以更好地控制原材料的使用,减少浪费,进一步降低对环境的负担。预制构件在工厂内生产,避免了天气等因素的干扰,现场只需进行组装,大大缩短了整体施工时间。特别是在气候多变或地质条件复杂的地区,装配式建筑的优势更为明显。装配式建筑的构件通常采用插接式或螺栓连接,拆卸和更换都非常简便。

1.2现浇钢筋混凝土建筑

传统现浇钢筋混凝土建筑是一种在建筑工程中广泛应用的施工方法,其核心工艺是在施工现场通过支模、钢筋绑扎、混凝土浇筑及养护等一系列工序来完成建筑结构主体的构建,能够根据具体的设计需求进行灵活的结构布置,具有灵活性和适应性。然而,现浇建筑也存在一些明显的局限性,现场作业量大,施工过程容易受到环境因素的影响。此外,现浇建筑需要大量的模板和支撑系统,模板的安装精度和支撑系统的稳定性存在任何偏差都可能导致结构质量问题,甚至引发安全事故。

1.3装配式钢结构建筑与现浇钢筋混凝土结构造价组成

(1)现浇钢筋混凝土结构作为建筑工程中最常见的结构形式之一,其直接费构成具有明显的特征和规律。从分项工程划分来看,直接费主要由钢筋工程、混凝土工程及其相应的模板支撑措施费三大部分组成。其中,钢筋工程的造价占比约为35%,而混凝土工程(包括人工费、材料费及措施费)的造价占比则达到65%左右。从造价构成的具体特征来看,现浇钢筋混凝土工程材料消耗相对稳定,钢筋和混凝土作为主要材料,其单位消耗量受设计规范和施工工艺的制约,在不同项目中波动较小。虽然现浇钢筋混凝土结构的施工工艺相对成熟,但不同企业在人工费用控制上仍存在差异。通过优化施工组织、提高工人技能水平、采用新型施工工具等措施,可在一定程度上降低人工成本。

(2)装配式钢结构建筑作为一种新型建筑体系,其直接费构成与传统现浇结构存在显著差异。从分项工程划分来看,直接费主要由装配式钢结构工程、钢筋工程和混凝土工程三大部分组成。其中,装配式钢结构工程的造价构成是一个复杂的体系,主要包含钢构件预制费用、运输费用和现场安装费用三大核心部分。其中,钢构件预制费用作为工程造价的主体部分,细分为二次深化设计费、钢材采购费、制作加工费等。在实际工程中,造价控制需要综合考虑设计优化、材料选择、工艺改进、施工组织等多个方面有效控制工程造价。

2项目造价对比分析

2.1工程概况

本文选取某综合性建筑项目作为研究对象,该项目同时采用了装配式钢结构和现浇钢筋混凝土结构两种结构形式,具有典型性和代表性。通过对该项目进行深入的造价分析,可以客观比较两种结构体系的成本差异,为类似项目的结构选型提供参考依据。该项目包括地下一层和地上三个单体建筑,分别为1#楼、2#楼和3#楼。其中,1#楼地上21层,2#楼地上17层,3#楼则为9层。主要柱网尺寸为8.0米×8.0米,确保了建筑内部空间的合理布局和使用效率。1#楼和2#楼的主体结构采用了先进的钢框架—支撑体系。3#楼采用了传统的现浇钢筋混凝土框架结构。

通过对某工程项目1#、2#楼与3#楼的造价数据进行统计分析,可以清晰地看出两种结构体系的造价差异。1#、2#楼采用装配式钢结构体系,其每平方米的钢结构用量达到97.02kg,钢筋用量为6.97kg,折算板厚0.17m3;相比之下,3#楼采用传统现浇混凝土结构,每平方米用钢量为39.58kg,折算板厚0.29m3。从材料用量来看,1#、2#楼的钢含量是3#楼的2.63倍,而混凝土含量仅为3#楼的0.60倍,这反映出两种结构体系在材料使用上的显著差异。基于2017年《装配式建筑定额》和《房屋建筑与装饰工程定额》进行计算,1#、2#楼钢结构主体结构的单位造价为1539.33元/m2,而3#楼现浇混凝土结构的单位造价为659.40元/m2。两者之间的造价差额达到879.93元/m2,装配式钢结构的造价高出传统现浇混凝土结构约1.33倍。这一数据表明,从结构本身的造价来看,现浇混凝土结构仍然具有明显的经济优势。造成这种造价差异的主要原因包括以下几个方面:首先,装配式钢结构的材料成本较高,尤其是钢材的用量显著增加;其次,装配式钢结构的生产、运输和安装环节对技术和设备的要求较高,导致施工成本上升;最后,现浇混凝土结构在施工工艺和材料供应方面更为成熟,市场竞争充分,因此成本相对较低。这种造价差异在一定程度上制约了装配式钢结构在建筑市场中的大规模推广应用。

2.2原因分析

2.2.1构造差异

现浇钢筋混凝土结构与装配式钢结构在造价构成上存在显著差异。现浇钢筋混凝土结构的造价主要由四大部分组成:钢筋材料费、混凝土材料费、人工费以及模板支撑费用,各部分费用分布相对均衡。装配式钢结构的造价构成则呈现出明显的集中性特征,其中预制装配式钢构件(包括柱、梁、斜撑等)的费用占比高达73%,普通钢筋和混凝土的费用仅占总造价的25%左右。在施工工艺方面,现浇钢筋混凝土结构采用传统的模板支撑体系进行梁、板、柱的成型施工,需要搭设大量脚手架和模板。而装配式钢结构则采用先进的钢筋桁架楼承板施工技术,这种工业化建造方式大幅减少了脚手架和模板的使用量,显著提高了施工效率。尽管两种结构体系在施工工艺上存在明显差异,但从整体造价角度来看,二者的建造成本差异并不显著。钢结构建筑在后期维护方面存在特殊要求。由于钢材的耐火性和耐腐蚀性较差,钢结构梁、柱等主要承重构件必须进行专业的防火涂料喷涂和防腐处理,这些附加施工措施会增加相应的成本投入。而现浇混凝土结构则得益于混凝土材料本身的耐火性和耐久性优势,无需额外进行防火防腐处理,这在后期维护成本方面具有明显优势。这种差异在选择建筑结构体系时是需要重点考虑的技术经济因素。

2.2.2装配式钢结构建筑造价高的原因分析

钢结构预制构件造价高。钢结构预制构件造价偏高是当前我国工业化住宅发展面临的主要瓶颈之一。这一问题的产生主要源于以下几个方面:首先,从产业发展阶段来看,我国工业化住宅仍处于起步阶段,预制构件产业尚未形成规模化生产格局。目前预制构件生产企业普遍存在规模小、数量少的特点,导致土地、设备等资源利用率低下,固定成本摊销费用居高不下。其次,模具系统的低效使用显著推高了生产成本。预制构件生产高度依赖专用模具,但当前模具系统存在两大突出问题:一是兼容性差,二是周转率低。这一问题与现行的设计流程密切相关。目前多数装配式建筑项目都是在施工图完成后才进行预制构件的深化设计,这种"先设计后拆分"的模式导致预制构件普遍呈现非标准化特征,模具重复利用率低。再次,预制构件的特殊构造要求增加了材料成本。与传统现浇结构相比,预制构件需要额外配置多种功能性预埋件,包括:1)吊装所需的吊具预埋件;2)安装调整用的垂直度调节预埋件;3)水平位移控制的临时固定件。这些附加构件不仅增加了材料用量,还带来了额外的采购、运输和制作成本。此外,预制构件的物流成本显著高于传统建筑材料。这主要体现在:1)运输效率低下:由于构件体积大、形状特殊,运输车辆的满载率普遍较低,平均仅为65%-75%;2)运输距离长:预制构件厂分布稀疏,平均运输半径超过150公里;3)运输方式受限:标准化程度低导致难以采用高效的集装箱运输方式;4)返程空载率高:专业运输车辆的回程配载困难,空载率超过40%。最后,预制构件的全生命周期成本较高。除了生产环节的成本外,还需要考虑养护、仓储、装卸、二次转运等附加成本。这些因素共同作用,导致钢结构预制构件的综合造价较传统现浇结构高,严重制约了装配式建筑的推广应用。要解决这一问题,需要从标准化设计、规模化生产、优化物流体系等多个维度着手,推动预制构件成本的合理化。

防腐及防火体系造价投入。钢结构施工工艺复杂,除了主体钢构件的施工外,还必须进行防腐和防火处理。这些附加施工不仅增加了工程的复杂性,还直接影响了整体造价。首先,防腐施工的成本因地域环境的不同而存在显著差异。在潮湿或腐蚀性较强的地区,钢结构更容易受到环境侵蚀,因此需要采用更为严格的防腐措施。这些措施可能包括使用高性能的防腐涂料、增加涂层厚度或采用特殊的防腐处理工艺,这些都会显著增加施工成本。相比之下,现浇钢筋混凝土结构因为混凝土本身具有一定的抗腐蚀性和耐火性,能够满足一般的建筑要求。

2.2.3影响钢结构工程最终效益的其它因素

(1)工期成本效益。结合以往多个类似项目结构的工程施工经验,装配式钢结构工程在工期方面表现出显著优势。钢结构主体结构每层楼的施工周期为4至5天,而现浇混凝土结构每层楼的施工周期则需要7至10天。因此,采用钢结构可以将主体结构的工期缩短约50%到67%,减少了项目整体的时间成本。此外,现浇钢筋混凝土结构中隐蔽工程项目较多,容易出现质量问题,而钢结构工程的质量问题较少,更快达到质量验收标准,有效缩短项目整体工期。

(2)二次回收利用的经济效益。钢结构建筑在拆除后,其钢构件经过适当的处理可以再次利用。钢结构主体每平方米的含钢量比现浇钢筋混凝土结构高出约65公斤,在建筑物拆除后,钢结构中的钢材可以被高效回收再利用,展示了钢结构建筑在生命周期结束后的二次回收经济效益。此外,在拆除钢筋混凝土建筑时,通常需要搭建复杂的脚手架和支撑系统,以确保施工安全;同时,由于混凝土破碎产生的大量粉尘和噪音,还需要采取额外的环境保护措施,如洒水降尘、隔音屏障等。这些附加成本使得钢筋混凝土结构的拆除费用大幅增加。相比之下,钢结构的拆除过程更为简便,钢结构的模块化设计使其在拆除时可以像“拆积木”一样逐层分解,减少了对大型机械设备的依赖。此外,钢结构拆除过程中产生的废料量较小,且大部分材料可以直接回收利用,进一步降低了废弃物处理成本。

3总结

近年来,我国装配式建筑虽然取得了一定的发展,但整体水平仍然处于初级阶段,尤其是在造价控制方面面临较大挑战。然而,随着建筑行业逐步向产业化转型,装配式建筑作为未来建筑领域的重要发展方向,如何有效降低装配式建筑的成本,成为推动这一新兴建筑模式健康发展的关键。本研究针对装配式钢结构建筑造价较高的问题原因分析,政府应加大对装配式建筑的政策支持力度,鼓励更多企业参与装配式建筑的研发和生产,打破当前预制构件市场的垄断局面。同时,提高预制构件标准化程度,在设计阶段,应充分考虑预制构件的标准化设计,减少定制化需求。最后,优化施工组织与管理,充分利用现代信息技术,如利用BIM技术三维立体形式展现施工组织设计,优化施工作业平面,及时调整施工方案,确保各工序之间的无缝衔接,提高施工效率。通过这些措施,装配式建筑的造价有望逐步降低,为建筑行业的可持续发展提供有力支持。

参考文献

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[4]王叶鹏,黄海燕.装配式建筑与传统式建筑分析对比[J].安徽建筑,2020(02):163,214.

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